Question

13．小刚和小明等同学一起做“探究杠杆的平衡条件”实验．
（1）如图甲所示，若每个钩码重0.5N，且杠杆上每格相等，小明在杠杆左端图示位置处挂上3个钩码，为使杠杆在水平位置平衡，他在图中A处施加一个方向向上的力F₁，此力大小至少为2N．
（2）若撤去力F₁，改在杠杆右端B处施加一个方向向下的力F₂（如图乙所示），则F₂大于1.5N（选填“大于”“等于”或“小于”）仍使杠杆平衡．请在图乙中画出力F₂的力臂l₂．

Answer 1

分析 （1）根据杠杆的平衡条件：F₁L₁=F₂L₂，力要最小，力臂须最大，由此分析计算最小力；
（2）根据杠杆的平衡条件：F₁L₁=F₂L₂，将已知条件代入便可求出F₂的大小；力臂是支点到力的作用线的距离，由此画出F₂的力臂．

解答 解：（1）根据杠杆的平衡条件可知，当力臂最大时，力才最小，由图以A到O点距离为力臂是最大的力臂，则力方向应竖直向上，若杠杆上每格长为L，
F₁×3L=3×0.5N×4L，
所以F₁=2N；
（2）使杠杆在水平位置平衡，则力F₂的方向竖直向下时，由F₁L₁=F₂L₂得，F₂×4L=3×0.5N×4L，解得，F₂=1.5N，由于此时力F₂的方向不是竖直向下，故L₂减小，即F₂增大；
F₂的力臂：先延长力的作用线，再从O点作它的垂线，即F₂的力臂，如图所示：

故答案为：（1）2；（2）等于；见上图．

点评 本题主要考查是探究杠杆的平衡条件实验，考查了杠杆平衡条件的应用以及力臂的画法，是一道常见题型．